BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
ZY ZY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

NGHIÊN CỨU/ ỨNG DỤNG
PHẦN MỀM MASTERCAM V9.1
PHẦN LẬP TRÌNH GIA CÔNG TIỆN CNC

GVHD : Th.S NGUYỄN HOÀI NAM
SVTH : NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ
LỚP : 001041C
MSSV : 00104122

TP. HỒ CHÍ MINH – 01/2005


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MÔN KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập- Tự Do – Hạnh Phúc
*********

*********

Bài tập áp dụng các chu trình gia công.
Giáo viên hướng dẫn:
Th. S Nguyễn Hoài Nam.
Giáo viên phản biện:
Trần Quốc Hùng.
Ngày giao nhiệm vụ:
1/09/2004
Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/01/2005
Chủ nhiệm bộ môn
Ký tên

Giáo viên hướng dẫn
Ký tên

Nguyễn Tử Đònh

Nguyễn Hoài Nam


LỜI NÓI ĐẦU
ZY ZY
Ngày nay, khi khoa học kỹ thuật đã phát triển vượt bậc các thành tựu khoa
học được ứng dụng rộng rãi trong mọi lónh vực: Công nghiệp, nông nghiệp, y tế,
giáo dục… Việc ứng dụng những thành tựu kỹ thuật mới vào trong sản xuất sẽ tạo
ra những sản phẩm tinh vi, phức tạp, chất lượng cao, giá thành hạ…đặc biệt phát
triển mạnh mẽ của ngành công nghệ thông tin và ngành điện tử mà sản phẩm của
hai ngành này được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất khác đặc biệt sản
xuất với ngành cơ khí chính xác, bởi vì đối với công cụ thông thường điều khiển
bằng tay không thể sản xuất ra những sản phẩm, những chi tiết tinh vi phức tạp
cần độ chính xác cao theo nhu cầu của thò trường. Ngành cơ khí chế tạo máy là

đã hình thành một chỗ dựa vững chắc. Em sẽ mãi mãi ghi nhớ.
Được học môn CAD/CAM CNC và các môn khác cùng với sự trực tiếp hướng
dẫn nhiệt tình của thầy NGUYỄN HOÀI NAM đã giúp em thực hiện đề tài. Xin
chân thành cảm ơn.
Và Em cũng chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong khoa Cơ Khí Máy
cùng các bạn đã đóng góp ý kiến và kinh ngiệm quý báo trong quá trình thực hiện
đề tài này.
TP.HCM, Ngày 20 Tháng 01 Năm 2005.
Sinh Viên Thực Hiện

NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ.


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
ZY ZY
............................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

TP. HCM, Ngày
tháng 01 năm 2005
Giáo viên phản biện


MỤC LỤC
ZY ZY

PHẦN A: CAD/CAM – CNC
CHƯƠNG I: TỔNG QUÁT VỀ CAD/CAM – CNC ............................. 1

III.3. Xác đònh chế độ cắt................................................................................ 45
III.3.1. Chế độ cắt thay đổi theo From Tool.............................................. 45
III.3.2. Chế độ cắt thay đổi theo Material. ................................................ 46
III.3.3. Tab Parametter – Lathe Tool. ....................................................... 47

CHƯƠNG IV: VERIFY - MÔ PHỎNG............................................... 51

IV.1. Operation Manager. ............................................................................... 51
IV.2. Lathe Backplot. ...................................................................................... 52
IV.3. Toolpath Verify...................................................................................... 54
IV.4. Posting Processing.................................................................................. 58

CHƯƠNG V: CHU TRÌNH GIA CÔNG.............................................. 61

V.1. Vạt mặt – Lathe Face.............................................................................. 61
V.1.1. Face toolpath – Tạo chu trình vạt mặt............................................ 61
V.1.2. Thiết lập thông số Tab Face Parameters. ....................................... 62
V.1.1.3. Ví dụ minh hoạ............................................................................. 64
V.2. Tiện thô – Lathe Rough. ......................................................................... 66
V.2.1. Tạo chu trình tiện thô ...................................................................... 66
V.2.2. Thiết lập thông số Tab Rough Parameters. .................................... 66
V.2.3. Ví dụ minh hoạ................................................................................ 71
V.3. Tiện tinh – Lathe Finish. ......................................................................... 74
V.3.1. Tạo chu trình tiện tinh..................................................................... 74
V.3.2. Thiết lập thông số Tab Finish Parameters...................................... 74
V.3.3. Ví dụ minh hoạ ............................................................................... 77
V.4. Tiện rãnh – Lathe Groove....................................................................... 78
V.4.1. Tạo chu trình tiện rãnh.................................................................... 78
V.4.2. Grooving Options ............................................................................ 79
V.4.3. Groove Shape Parameters – Thông số tạo hình dáng rãnh............ 81

124
124
124
127

CHƯƠNG VI: CHUYỂN ĐỔI FILE…………………………………......................129
VI.1. Khái quát Converting Files……………………………………………..129
VI.2. Thiết lập những thông số chuyển đổi…………………………………..129
VI.3. Chuyển File Autodesk…………………………………………………..130
VI.4. Chuyển File SAT………………………………………………………..131
VI.5. Chuyển File ProE……………………………………………………….132

CHƯƠNG VII: BÀI TẬP ÁP DỤNG ……..………………………….....................135
VII.1. Bài tập 1........................................................................................................ 135
VII.2. Bài tập 2........................................................................................................ 136
VII.3. Bài tập 3........................................................................................................ 138
VII.4. Bài tập 4........................................................................................................ 139
VII.5. Bài tập 5........................................................................................................ 140
VII.6. Bài tập 6........................................................................................................ 141
VII.7. Bài tập 7........................................................................................................ 143
VII.8. Bài tập 8........................................................................................................ 144
VII.9. Bài tập 9........................................................................................................ 145


VII.10. Bài tập 10.................................................................................................... 146
VII.11. Bài tập 11.................................................................................................... 148
VII.12. Bài tập 12.................................................................................................... 149
VII.13. Bài tập 13.................................................................................................... 151
VII.14. Bài tập 14.................................................................................................... 152
VII.15. Bài tập 15.................................................................................................... 154

Việc thực hiện đồ án này đã giúp cho em có cơ hội ứng dụng và kiểm tra
những kến thức đã học vào trong thực tế như việc lập trình với phần mềm
MasterCAM V9.1 để tiến hành gia công những chi tiết một cách chính xác và
nhanh chóng. Nhưng quan trọng hơn cả, việc thực hiện đồ án đã giúp em tiến hành
được công tác tự nghiên cứu khoa học ở một cấp độ phù hợp với khả năng và trình
độ.
Tuy nhiên do tài liệu tham khảo còn quá ít, phần lớn tài liệu tham khảo dựa
vào phần help của phần mềm, nên tập đồ án này không thể nào tránh khỏi các sai
sót. Mong thầy cô và các bạn thông cảm và đóng góp thêm ý kiến để tập đồ án
này được hoàn thiện hơn.


III.

Hướng phát triển đề tài:

Từ tập đồ án, có thể phát triển thêm theo nhiều hướng khác nhau:
- Có thể mở rộng bằng cách thiết lập thêm nhiều thư viện dao khác nhau và
sử dụng thêm các chu trình gia công khác mà tập đồ án chưa nghiên cứu.
- MasterCAM là một phần mềm công nghiệp dễ nghiên cứu và sử dụng để
gia công các chi tiết trên máy CNC.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
¾ Phần Help của phần mềm MasterCAM V9.1.
¾ Nguyễn Ngọc Đào – Giáo trình CAD/CAM – CNC. Trường Đại Học Sư
Phạm Kỹ Thuật.
¾ Th.s Nguyễn Hoài Nam – Giáo trình kỹ thuật lập trình CAD/CAM – CNC
nâng cao. Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật.
¾ Đỗ Thành Trung - Hướng dẫn thực hành phần mềm tiện UNISOFT và công
nghệ gia công trên máy tiện CNC MAGNUM 8025TSI. Trường Đại Học Sư

kiệm thời gian và giá thành sản phẩm nhờ vào hiệu quả và sự chính xác của
nó.
Trong quá trình hình thành một sản phẩm cơ khí hoàn chỉnh thì công việc
chuẩn bò sản xuất rất quan trọng nó bao gồm các khâu chuẩn bò thiết kế,
chuẩn bò công nghệ, thiết kế và chế tạo các trang bò công nghệ phụ…. Kế
hoạch hoá quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian ấn đònh.
Hiện nay nó mang tính chất của loại hình sản xuất hàng loạt nhỏ, phần lớn
thời gian trong khâu chuẩn bò sản xuất thì 90% giành cho thiết kế, tra cứu số
liệu và phần còn lại giành cho lao động sáng tạo cho nên những công việc
này thực hiện trên máy tính mang lại hiệu quả cao hơn, chính xác hơn và
chất lượng hơn.
CAD/CAM là một công nghệ liên quan với việc sử dụng máy tính để
thực hiện những chức năng xác đònh trong lónh vực thiết kế và sản xuất, chế
tạo. Trước đây, hai lónh vực thiết kế và sản xuất chế tạo được thực hiện tách
biệt nhau và độc lập với nhau ngay cả trong cùng một công ty, xí nghiệp.
Công nghệ CAD/CAM đang phát triển theo hướng liên kết chặt chẽ hai lónh
này với nhau, nhằm tạo ra một cơ sở công nghệ cho mô hình nhà máy được
tích hợp với máy tính trong tương lai.
CAD/CAM là một lónh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động
thiết kế và chế tạo. Nó dùng máy tính điện tử để thực hiện một chức năng
SVTH: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ



1


Chương I: Tổng Quát Về CAD/CAM - CNC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

9 Điều khiển là dựa vào số liệu thu nhập được từ quá trình sản xuất
để xử lý và đưa ra những tính hiệu điều khiển trực tiếp từ các quá trình trên
cơ sở thuật toán của phần mềm.
Dữ liệu của

Máy tính

quá trình sx
Các tín hiệu

Quá trình
sản xuất

điều khiển

SVTH: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ



2


Chương I: Tổng Quát Về CAD/CAM - CNC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

• Trợ giúp sản xuất: đây là ứng dụng gián tiếp trong đó máy tính đã
dùng để lập kế hoạch, tiến độ, dự báo, cung cấp thông tin đưa ra các chỉ thò
quản lý và điều hành công việc sản xuất. Trong trường hợp này máy tính chỉ
có chức năng trợ giúp nên nằm ngoài hệ thống còn con người thì thường

công của những chi tiết lớn có thể dễ dàng được thay thế bằng các chức năng
toán học và người ta quyết đònh chế tạo một bộ điều khiển một máy phay
dựa trên cơ sở này.
Về mặt kỹ thuật để thực hiện ý tưởng này yêu cầu một bộ điều khiển, nó
phiên dòch các đại lượng đầu vào được miêu tả dưới dạng nhò phân và dạng
số cho các hành trình chuyển động và các chức năng vận hành máy, theo đó
SVTH: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ



3


Chương I: Tổng Quát Về CAD/CAM - CNC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

máy phay có thể hiểu được và xử lý các tín hiệu điều khiển bằng số. Với sự
phát triển nhanh chóng của xử lý tín hiệu điện tử đã tạo điều kiện cho ý
tưởng trên trở thành hiện thực.
Mô hình kỹ thuật CIM:
CIM

Phần mềm:

CAD/CAM
CAD
FFS

Phần cứng:

thống điều khiển trong máy tính.
Giữa những năm 50, hầu hết các nhà sản xuất máy công cụ đã bắt đầu
sản xuất và phát triển máy phay điều khiển số NC và ngay sau đó là máy
tiện NC. Sự phát triển nhanh chóng của linh kiện vi điện tử như các bộ vi xử
SVTH: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ



4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương I: Tổng Quát Về CAD/CAM - CNC

lý và máy vi tính đã tạo điều kiện cho hệ điều khiển NC phát triển thành hệ
điều khiển CNC (Computer numerial control).
Năm 1953 công bố sáng chế máy phay điều khiển theo chương trình số
NC.
Năm 1959 những máy NC đầu tiên của châu âu được triễn lãm tại Paris.
Năm 1960 các hệ điều khiển số được chế tạo tương ứng với trình độ kỹ
thuật của công nghệ bóng đèn điện tử và rơle với kích thước lớn giá thành
còn cao, máy NC ở thời kỳ này được ứng dụng chủ yếu trong công nghiệp
hàng không.
Từ những năm 1970 ngành điều khiển số phát triển nhanh chóng ứng
dụng những thành tựu của kỹ thuật vi điện tử, vi mạch tích hợp, đặc biệt là sự
phát triển mạnh mẽ của ngành điện toán, cùng với công nghệ phần mềm liên
tục cho ra đời các chương trình ứng dụng với khả năng vượt trội hơn, chương
trình điều khiển linh hoạt hơn, dung lương lớn ngày càng được mở rộng. Khi
gia công những chi tiết có biên dạng gia công phức tạp nếu sử dụng kỹ thuật

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương I: Tổng Quát Về CAD/CAM - CNC

máy công cụ và dụng cụ cắt. Ngoài ra, người sử dụng cũng tạo điều kiện cho
nhòp độ phát triển nhanh chóng, do luôn đòi hỏi cao và yêu cầu những giải
pháp tốt nhất và mới nhất. Các trung tâm gia công CNC, hệ thống sản xuất
linh hoạt FFS và các nhà máy sản xuất tự động cao CIM đã đánh dấu bước
phát triển quan trọng của máy công cụ điều khiển bằng chương trình số.
Tại Việt Nam, trang thiết bò và công nghệ gia công tiên tiến xuất hiện
ngày càng nhiều, đáp ứng yêu cầu phát triển công nghiệp và hội nhập quốc
tế, trong đó các máy công cụ CNC chiếm vai trò quan trọng trong một số cơ
sở công nghiệp.

I.2.2. Hệ điều khiển của máy công cụ:
• Hệ điều khiển máy NC:
Ngày nay các máy trang bò hệ điều khiển NC vẫn còn thông dụng.
Đây là hệ điều khiển đơn giản với số lượng hạn chế các kênh thông tin.
Trong hệ điều khiển NC các thông số hình học của chi tiết gia công và các
lệnh điều khiển được cho dưới dạng dãy các con số. Hệ điều khiển NC làm
việc theo nguyên tắc sau đây: sau khi mở máy các lệnh thứ nhất và thứ hai
được đọc. Chỉ sau khi quá trình đọc kết thúc, máy mới bắt đầu thực hiện lệnh
thứ nhất. Trong thời gian này thông tin của lệnh thứ hai nằm trong bộ nhớ
của hệ thống điều khiển. Sau khi hoàn thành việc thực hiện lệnh thứ nhất,
máy bắt đầu thực hiện lệnh thứ hai lấy từ bộ nhớ ra. Trong khi thực hiện lệnh
thứ hai, hệ điều kiển đọc lệnh thứ ba được dựa vào chỗ của bộ nhớ mà lệnh
thứ hai vừa được giải phóng ra.

kích thước nhỏ hơn và giá thành thấp hơn so với hệ điều khiển NC nhưng lại
có những đặc tính mới mà hệ điều khiển trước đó không có. Ví dụ: nhiều hệ
điều khiển loại này có khả năng hiệu chỉnh những sai số cố đònh của máy
những nguyên nhân gây ra sai số gia công.

I.2.3. Khái niệm và mô hình hoá máy CNC:

CNC (Computer numerial control) là bước phát triển cao của máy diều
khiển theo chương trình số. CNC là loại máy điều khiển theo chương trình số
có cơ cấu cấp dao tự động để thực hiện nhiều nguyên công khác nhau sau
một lần kẹp phôi. Điểm khác nhau cơ bản giữa NC và CNC là:
• NC điều khiển cứng, chúng được hình thành từ mạch IC logic.
• CNC điều khiển mềm vì dùng hệ máy tính nhớ với bộ nhớ có thể đọc và
viết để điều khiển máy công cụ. Máy CNC gồm hai phần:
9 Phần điều khiển bằng chương trình điều khiển và các cơ cấu điều
khiển.
9 Phần chấp hành.
Chương trình điều khiển: Tập hợp các tín hiệu (gọi là LỆNH) được mã
hoá bằng chữ hoặc bằng số. Cơ cấu điều khiển nhận tín hiệu từ cơ cấu đọc
chương trình điều khiển để thực hiện các biến đổi cần thiết để có tín hiệu
phù hợp điều khiển các hoạt động của cơ cấu chấp hành, đồng thời kiểm tra
sự hoạt của chúng thông qua các tín hiệu được giử về từ các cảm biến liên hệ
ngược.
Cơ cấu chấp hành: Máy cắt kim loại, một số cơ cấu phụ khác như: cơ cấu
tay máy, ổ chứa dao, bôi trơn…
Mô hình hoá máy CNC:
Phần điều
khiển

Phần chấp



7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương I: Tổng Quát Về CAD/CAM - CNC

I.2.4. Ưu điểm của máy CNC:
Tính kinh tế đạt được cao với máy công cụ CNC bởi tốc độ nâng cao cũng
như thời gian gia công cơ bản, thời gian phụ, thời gian chuẩn bò và thời gian
kết thúc giảm. Các nhân tố ảnh hưởng sau đây tác động mạnh tới kinh tế của
máy CNC:
• Lập trình trực tiếp trên máy bởi khả năng nhập bằng tay.
• Việc đảm trách ở bộ phận chuẩn bò chuẩn bò sản xuất cho việc lập
trình, sẵn sàng vật liệu cũng như dụng cụ cắt và nhập các dữ liệu được thực
hiện tại chỗ làm việc.
• Lưu trữ trong các trường hợp gia công lập lại của một chương trình gia
công chi tiết đặc biệt dưới dạng chương trình con.
• Tối ưu hoá chương trình NC trong hệ điều khiển.
• Mô tả hình dạng chi tiết gia công thông qua việc cho dạng hình học
đơn giản.
• Chạy dao tự động cho đến khi đạt kích thước.
• Tự động vận hành các chức năng của máy và trực tiếp can thiệp khi
xảy ra lỗi hoặc bò nhiễu.
• Quan sát tự động quá trình gia công thông qua hệ điều khiển CNC (đo
và kiểm tra tự động).
• Hệ thống ổ dao chứa nhiều dao.
• Có khả năng chuẩn bò dụng cụ cắt bên ngoài máy mà không ảnh


• Chi tiết gia công phải có những bề mặt chuẩn tốt đảm bảo độ chính
xác và độ ổn đònh gá đặt, đồng thời chi tiết phải có bề mặt thuận tiện
cho việc kẹp chặt không gây biến dạng chi tiết.
• Để không dùng đồ gá phụ thì chi tiết không nên có những bề mặt
nghiêng và góc nghiêng.
• Để đảm bảo độ chính xác gá đặt cao, chi tiết cần phải đònh vò theo ba
bề mặt. Trong trường hợp này có thể dùng các bề mặt đã qua gia công
trên các máy vạn năng để đònh vò.
• Nếu chi tiết gia công không cho phép đònh vò theo ba bề mặt thì đònh
vò theo một bề mặt và hai lỗ, khoảng cách các lỗ phải xa nhau và có
độ bóng cấp 7.
• Phải khoá các thiết bò kẹp chi tiết trên máy CNC.
• Giữa khoảng cách an toàn giữa các bộ phận nhô xa của các máy CNC
lân cận trong hệ thống mạng máy CNC.
• Tránh phoi văng cũng như tia phun của nước trơn nguội.
• Hút bụi không khí trong không gian máy.

SVTH: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ



9


Chương II: MasterCAM V9.1 – Phần

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Lathe


Menu thứ cấp
Vùng đồ hoạ
Dòng nhắc lệnh

SVTH: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ

10




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương II: MasterCAM V9.1 – Phần

Lathe

II.2.1. Main Menu:

Menu chính bao gồm:

• Analyze: Trình bày tất cả các thông tin thích hợp về: point, contour,
only, between pts, angle, dynamic, area/volume, number, chain, surface, trên
màn hình để ta sử dụng, các thông tin này rất có ích trong khi thao tác tạo đối
tượng.
• Create: Cho phép ta tạo các đối tượng hình học như: point, line, arc,
fillet, spline, curve, surface, rectangle, drafting, chamfer, letters, pattern,
ellipse, polygon…
• File: Thao tác trên các tập tin như lưu, tìm kiếm, biến đổi, truyền phát,

• Z: Để thay đổi chiều sâu (hướng của trục Z) cấu trúc hiện hành. Giá
trò này có thể nhập vào bằng cách chọn một điểm đang tồn tại chiều sâu cấu
trúc được thay đổi một cách tự động trong hầu hết các chức năng tạo hình
trong kiểu cấu trúc 3D.
• Color: Để cài đặt hệ thống màu hiện hành. Hệ thống màu được dùng
để áp dụng cho đối tượng sẽ được tạo ra (tạo: line, arc, in tập tin: lưu hình
vẽ…) hoặc tải từ một đóa tập tin mà nó không chứa các màu như DXF.
MasterCAM chứa hai bảng màu từ hệ thống màu mà ta chọn, bảng 16 màu
và bảng 256 màu.

• Level: Sự lựa chọn này để cài đặt hệ thống lớp. Hệ thống lớp được
dùng để lưu trữ bất kỳ hình vẽ nào được tạo ra hoặc tải từ một đóa tập tin mà
đònh dạng không chứa các lớp như NLF hoặc ASCII. Đặc điểm này cũng cho
phép kiểm soát các lớp. Ta có thể cài đặt tổng cộng là 256 lớp trong
MasterCAM. Khái niệm lớp rất có ích để tạo và hiệu chỉnh hình dạng hình
học. MasterCAM trình bày cài đặt lớp hiện hành trong hộp thoại Level
Manager. Click vào nút này
thì hệ thống trình bày cửa sổ
SVTH: NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ

12




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chương II: MasterCAM V9.1 – Phần

Lathe